高三化学一轮复习4_4氮的氧化物和硝酸教学设计.pdf

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1、精品教案可编辑第四章非金属及其化合物第四课时氮的氧化物和硝酸复习目标（1）掌握氮元素单质及其化合物（NO、NO2、HNO3等）的物理和化学性质。（2）掌握 HNO3的强氧化性及相关的计算，掌握守恒法的计算技巧。（3）了解氮及其重要化合物对环境质量的影响。教学重点氮元素单质及其化合物（NO、NO2、HNO3等）的化学性质、HNO3的强氧化性及相关的计算教学难点HNO3的强氧化性及相关的计算教学过程【知识精讲】1、氮气（1）氮的固定含义：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。方法：自然固氮、人工固氮（2）氮气的性质物理性质纯净的 N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的78%。结

2、构：电子式为结构式为N N，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。化学性质通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。N N 精品教案可编辑A与 H2反应：N2+3H2高温、高压催化剂2NH3。B与 O2反应：N2+O2=2NO。C与 Mg 反应：N2+3Mg=点燃Mg3N2。2、氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。（1）NO 与 NO2NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶（反应）化 学性质与 O2反应2NO+O2=2NO2与 H2O 反应3NO2+H2O=2HNO3+NO

3、实验室制法（填化学方程式）3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O与人体环境的关系与血红蛋白结合使人中毒转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾【注意】氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。精品教案可编辑NO2能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝：2NO2+2KI=2KNO2+I2。NO、NO2均能与 NH3发生归中反应生成N2。NOx+NH3N2+H2O。氮氧化合物与碱

4、的反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O（2）氮氧化物对环境的污染及防治常见的污染类型A、光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。B、酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和 HNO2，随雨雪降到地面。C、破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。常见的NOx尾气处理方法A、碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2 H2ONO2NO 2NaOH=2NaNO2 H2ONO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n(NO2)n(

5、NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。B、催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或 NOx与 CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和 CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。3、硝酸（1）硝酸的物理性质色味态：无色有刺激性气味的液体；挥发性：易挥发；水溶性：与水以任意比互溶；精品教案可编辑发烟硝酸：质量分数大于98%的硝酸。（2）硝酸的化学性质具有酸的通性，但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性。【注意】浓、稀 HNO3对紫色石蕊试液作用，前者使之先变红后褪色，后者只使之变红。金属与HNO3反应不产生H2。比较 HNO3与 Na2CO3和 Na2SO3的反应。(前

6、者为复分解反应，后者为氧化还原反应。)不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中，说明浓硝酸具 有 不 稳 定 性，化 学 方 程 式 为4HNO3(浓）O2+4N O2+2H2O。强氧化性A、与金属的反应除 Pt、Au 外，大部分金属均能与HNO3反应。Cu 与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：Cu+4HNO3(浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OFe、Al 遇冷的浓HNO3或浓 H2SO4能发生钝化，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓 H2SO4。【规律总结】硝酸与金属反应的规律a.H

7、NO3与金属反应一般不能产生H2。b.还原产物一般为HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸还原产物也可能为 N2O、N2或 NH4NO3。c.硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。B、与非金属反应精品教案可编辑与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓 HNO3反应的化学方程式为：C+4HNO3（浓）=CO2+4NO2+2H2O。C、与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。D、王水王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比13 混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。与有机物的反应A、硝化反应（如与苯反应）

8、；B、酯化反应（如与纤维素反应）；C、颜色反应（如与蛋白质反应）。【方法精讲】1、氮的氧化物溶于水的有关计算（1）解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理无论是单一气体(NO2)，还是 NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2H2O=2HNO3NO，2NO O2=2NO2，故若有气体剩余只能是NO 或 O2，不可能是NO2。A、若 NO 和 O2通入水中，总关系式为4NO 3O2 2H2O=4HNO3B、若 NO2和 O2通入水中，总关系式为4NO2O2 2H2O=4HNO3。（2）注意原子守恒和得失电子守恒的运用有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可

9、以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。如NOx与 O2、H2O 转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。（3）不同情况及剩余气体的体积序号气体反应剩余气体剩余气体的量精品教案可编辑NO2NO13V(NO2)NO2NONOV(NO)原13V(NO2)NO2O2 41无04 1NO13V(NO2)14V(O2)NO O2 43无04 3NOV(NO)原43V(O2)3 4，错误；B 4+3 3 1 4，错误；C 4+24 3 19 4，正确；D 4+14 3=46 76=4 7，精品教案可编辑错误。【考题精练】1把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使

10、逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是（）AO2B SO2C NO2、O2DNO、O2【答案】C【解 析】设NO2为3mol，涉 及 的 反 应 有：3NO2+H2O 2HNO3+NO，HNO3+NaHCO3 NaNO3+CO2+H2O，2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2，2NO+O2 2NO2，则3molNO2生成2molHNO3和 1molNO，通入小苏打后气体为2molCO2和 1molNO，通入足量过氧化钠后生成1molO2和 1molNO，1molO2和1molNO反应后生成1molNO2，剩余0.5molO2，故最后收集到的气体为1molNO2和

11、0.5molO2，答案选C。2向 200 mL 2 molL1 HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量（假设生成的气体只有一种），在 此 过 程 中，n(Fe2+)随n(Fe)变 化 如 右 图 所 示。下 列 有 关 说 法 正 确 的 是（）A该过程中产生标准状况下的氢气4.48 LB向 c 点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象C图中 a=1.5、b=1.5D当加入铁粉n mol时(0.1 n0.15)，溶液中n(Fe3+)=(0.3-2n)mol精品教案可编辑【答案】D【解析】A.硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO 和水，不生成氢气，A 项错误；B.c 点处的溶液是硝酸亚铁，若加入盐酸，H、NO3

12、-和 Fe2发生氧化还原反应生成Fe3,溶液变为黄色，B项错误；C.向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O，硝酸的物质的量为0.4mol，则消耗铁的物质的量为0.1mol，b=0.1mol，生成硝酸铁0.1mol，随后发生反应2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，生成硝酸亚铁为0.15mol，则 a=0.15，C 项错 误；D.根 据 上 述 分 析，当 加 入 铁 粉n mol时(0.1 n 0.15)，发 生 反 应 为2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，参加该反应的铁为n-0.1，消耗硝酸铁为2（n-0.1），则溶液中 n(Fe3+)=(0.3-2n)mol，D 项正确；答案选D。